核心提示:乙型肝炎病毒(HBV)属嗜肝去氧核糖核酸病毒族,这类病毒具有感染的种族特异性,仅感染人和少数灵长类动物。在体外环境下,生长环境变化导致肝细胞表面HBV受体易丢失和特有结构的改变,无法支持HBV持续感染。
乙肝感染是世界范围内的科学难题,其患者或病毒携带者是一个特殊而又非常庞大的群体(全世界现有乙肝携带者约3亿,每年将近有60万人因感染乙肝相关并发症失去生命。而我国是世界上乙肝携带者率最高的国家之一,平均每年乙肝新发人数约有100万)。乙型肝炎病毒(HBV)属嗜肝去氧核糖核酸病毒族,这类病毒具有感染的种族特异性,仅感染人和少数灵长类动物。在体外环境下,生长环境变化导致肝细胞表面HBV受体易丢失和特有结构的改变,无法支持HBV持续感染。因此,建立简单高效且相对稳定的体外培养体系成为HBV基础研究的关键瓶颈。
目前,有许多学者致力于稳定有效的HBV感染模型研究,小鼠因其经济、饲养管理方便以及遗传背景与人类接近成为了人类疾病研究的首选。但小鼠不是HBV的自然宿主,且先前的研究表明鼠牛磺胆酸钠共转运多肽(mNTCP)无法促进HBV进入,后面有学者设想补充人牛磺胆酸钠协同转运多肽(hNTCP)会不会有所改善,遗憾的是,即使补充表达hNTCP,鼠肝细胞依然不能支持HBV感染。那么,问题来了,为什么小鼠不能感染HBV呢?
近日,病毒学国家重点实验室/武汉大学泰康医学院(基础医学院)医学病毒学研究所夏宇尘教授团队为我们揭晓了谜底。该研究发表在国际肝脏病学权威期刊《Hepatology》(IF=17.425)上,揭示了HBV不能感染小鼠肝细胞的分子机制,系统地探索了乙型肝炎病毒(HBV)进入人和小鼠肝细胞后的过程,最终发现细胞质中HBV核衣壳的解离这一步骤限制了HBV在小鼠肝细胞中建立感染,这一发现为建立有效支持HBV感染的小动物模型提供了重要方向。
在这项研究中,首先构建了能稳定表达hNTCP的小鼠肝癌细胞系Hepa1-6-hNTCP及流体动力学注射小鼠模型,并以支持HBV感染的人肝癌细胞系Huh7-hNTCP作为阳性对照。通过感染HBV的卫星病毒——丁型肝炎病毒(HDV)及转染体外合成的pgRNA,发现HBV可以利用hNTCP感染进入小鼠肝细胞,但不能形成cccDNA。紧接着,利用HBV复制型质粒、体外合成的cccDNA及重组cccDNA证实HBV转录可以在小鼠肝细胞中进行。随后利用在体外合成不同的rcDNA修复中间体及直接从HBV病毒颗粒中抽提的rcDNA验证了体外和体内的修复形成cccDNA的能力,结果显示在小鼠肝细胞核中可以支持rcDNA修复形成cccDNA。最后,研究人员猜想是否是rcDNA的入核过程受到限制,结果表明HBV rcDNA可以转运到细胞核中。HBV rcDNA以多种形式存在于肝细胞中,包括蛋白连接的rcDNA(P-rcDNA)和具有不同衣壳化状态的PF-rcDNA,其中裸露的PF-rcDNA被推定为cccDNA生物合成的前体。因此使用Southern Blotting检测了PF-rcDNA并利用核酸酶敏感性试验检查了核衣壳的解离,结果证明PF-rcDNA仅在HBV接种后短暂存在,并且小鼠肝细胞质P-rcDNA核衣壳的解离受到限制。
总之,该研究指出除了小鼠肝细胞缺少病毒进入受体之外,其细胞质核衣壳不能顺利解离才是制约小鼠感染HBV的关键原因,因此克服这一限制可能有助于建立HBV感染小鼠模型。相信随着研究的进一步突破,将会有更理想的HBV体外培养模型出现,为实现“2030年消除乙肝的目标”作出贡献。
原文链接:https://doi.org/10.1002/hep.32622